吃货的生物学修养

• 躁

  2018-07-28
  这些看法深刻影响了过去几十年全世界对抗肥胖症的思维和行动。如果肥胖源于自我约束不足，那么公共卫生资源予以资源以治疗对于善于自我约束者而言是否公平？如果肥胖纯粹是个人选择，那么从公共层面予以干涉是否侵犯个人权利和自由？如果肥胖完全可以通过改变个人行为加以逆转，那么肥胖症药物和其他治疗手段是否必需？目前的科学证据，至少从两个方面反驳了肥胖仅仅是个人选择和个人意志问题的看法。
• 躁

  2018-07-28
  在很多时候，大众似乎倾向认为，治疗肥胖需要的不是医学手段，而是自制力——面对琳琅满目的食物要学会自我约束；是纪律性——克服懒惰坚持定期锻炼；甚至还和社会经济地位有关——因为健康饮食，定期锻炼，乃至和健康生活方式有关的知识，对于在温饱线上下挣扎的人群来说，可能都是奢谈！这些原因导致了肥胖的治疗成了一个界限模糊，甚至有点敏感的话题。
• 躁

  2018-07-28
  一旦被定义为疾病，就意味着公共卫生系统需要就此进行积极的干预。这就包括：提供关于肥胖的危害和相关治疗手段的公众教育、提供对肥胖转求的诊断手段、投入资源研究开发肥胖相关的药物和治疗方法、报销低收入者的肥胖相关医疗支出等。
• 瑞田学习力

  2018-05-23
  因此作为科学家，我个人的信念是，肥胖诚然可以通过个人行为调节来部分预防和逆转，但是这种疾病有着超越个人意志的遗传学和神经生物学基础，需要更全面、科学、深入的医学介入。
• 醉知了

  2018-04-22
  一场持续了近半个世纪的接力赛跑终于落幕。自然之手早就了杰克逊实验室的两只胖胖的小老鼠，科曼先生用精妙无比的连体动物实验说明，动物自身能够分泌一种抑制食欲的物质，这种物质通过血液循环进入下丘脑，并在那里被感知从而发挥功能。在八年漫长的寻找之后，佛利德曼利用连锁分析的方法找到了这种神奇的抑制分子，并把它命名为瘦素。
• 闻夕felicity

  2016-12-26
  血糖“感受器”失灵的糖尿病就是1型糖尿病。这是一种较为小众的糖尿病，可能仅占到所有糖尿病患者的5%～10%。直到今天，人们仍不完全清楚1型糖尿病的发病机制。我们目前所知的是，1型糖尿病应该是一种自身免疫疾病。也就是说，因为某种未知的因素，人体的免疫细胞——那些本应积极攻击外来危险物质的身体守卫者，突然开始疯狂攻击专门合成胰岛素的贝塔细胞，并将它们一一杀死。大家可能已经从不少影视作品里了解到1型糖尿病患者的日常生活：他们必须极端注意饮食和生活方式，每天几次的血糖监测以及胰岛素注射更是必不可少。不知道大家有没有意识到，电影电视剧里的1型糖尿病患者往往是儿童，而这一点倒是有科学支持的。1型糖尿病往往在患者幼年时期就已经发病，因此一度也被称为“儿童糖尿病”或“青春期糖尿病”。 血糖“效应器”失灵的糖尿病就是2型糖尿病——一种更加主流的糖尿病。简单来说，虽然患者体内胰腺贝塔细胞产生胰岛素的机制总体而言还在运转，但是肌肉、脂肪和肝脏细胞却失去了对胰岛素的响应。这背后的机制，老实说其实我们到现在了解得也并不十分清楚，但是这里不妨带领大家展开一下想象。
• 闻夕felicity

  2016-12-26
  这背后的道理说白了很简单。大众的疾病往往原因纷繁复杂，中间既有许多环境因素的诱发，也有大量遗传因素的贡献，任何单一因素的贡献都可能小到忽略不计。而患者的年龄、性别、种族、饮食习惯、疾病史各种变量又纠缠其间，会让我们很难抽丝剥茧地从中找出最关键的疾病驱动因素并对症下药。而“小众”遗传病往往患病原因非常单一而清晰——约翰的病仅仅是一个基因突变的结果。那么科学家和医生就可以在相对纯粹的系统里深入研究疾病的发病机制、研究基因与疾病的关系、研究潜在的药物治疗方法。而从“小众”疾病的研究中获得的信息，往往又可以推广到更大众的疾病领域去。
• 闻夕felicity

  2016-12-26
  像阿尔茨海默病、帕金森症、自闭症这样大家耳熟能详的疾病，确实患者人数众多，市场机会巨大。但是这些疾病的基础研究仍处在相当初级的阶段，药物开发者走入的是乌云密布满是陷阱的战场。而反过来，很多发病机制非常清晰的疾病，特别是像戈谢病、血友病这样的罕见遗传病，尽管药物开发的门槛较低，但是由于患者群体过于狭小，往往难以动员起药物开发者充分的热情。
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  这里给大家提供点小窍门：对于一种被声称是威胁健康的物质，我们应该积极确认它是否部分满足了如下三方面的证据：流行病学的证据、科学研究的证据以及临床医学的证据。所谓流行病学的证据，是指在成千上万人规模的调查中，是否某种食物或某种物质的水平和人体健康呈现出了清晰的相关性。以胆固醇为例，20世纪60年代美国明尼苏达大学的生理学家就做了这样的研究，采集了全球范围内1.5万例血液样本并分析了其中的胆固醇水平。他们的研究发现，血液中胆固醇的含量与心脏病发病率呈现清晰的线性相关。日本小渔村里天天吃海鲜的渔夫体内胆固醇水平较低；而食用大量动物油脂的芬兰猎人体内胆固醇含量较高。两个人群胆固醇水平的差距可以达到两倍，而冠心病发病率则相差有八倍之多！流行病学研究清晰地提示，血液中过高的胆固醇水平可能是冠心病发作的罪魁祸首之一。然而，流行病学研究的致命弱点是只能体现两件事之间的相关性，而相关性不一定代表因果性。
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  血液中脂肪过多，会有什么后果呢？ 可以想象一下携带了泥沙的河水。就像泥沙能够迟滞河水的流动、能够淤积在河床的底部，血管中流动的脂肪也会减慢血液在血管中的流动速度，而血液中的脂肪颗粒也会在血管壁上逐渐聚集和沉淀，阻碍血液的顺畅流通。如果脂肪沉淀仅仅是偶然出现的，我们身体的免疫细胞会准确地定位到这些沉淀，并通过细胞的吞噬作用清理掉它们。然而如果血管中长期、过量地出现脂肪沉积，我们的免疫系统就力所不逮了。更要命的是，当沉积的脂肪颗粒远远超过了免疫细胞的处理速度时，前来清理的免疫细胞会大量破裂死亡，残存的免疫细胞碎片反而会起到固定脂肪颗粒的作用。如此滚雪球般的后果就是，围绕脂肪颗粒逐渐积累起了柔软而坚韧的蛋白质网络，甚至还包裹上了一层厚厚的肌肉细胞，就像血管内生了老茧一样将血管逐渐变得狭窄闭塞。与此同时，为了适应逐渐变得狭窄和拥挤的血管，血管壁的肌肉会不断地扩张，让血浆和各种血液细胞能够顺利通过。一方面生了厚厚的老茧，一方面又被拼命地扩张绷紧，双管齐下的后果就是血管壁的“弹性”变得很差，一种名为“动脉粥样硬化”的疾病就此产生了。……就像它的名字所提示，载脂蛋白就是运载脂肪穿行在血液中的交通工具。载脂蛋白从大到小，可以粗略分为直径上百纳米的乳糜微粒（chylomicron），直径30～80纳米的极低密度脂蛋白（very-low-density lipoproteins, VLDL）、直径25～50纳米的中间密度脂蛋白（intermediate-density lipoproteins, IDL）、直径18～28纳米的低密度脂蛋白（low-density lipoproteins, LDL）和直径5～15纳米的高密度脂蛋白（high-density lipoproteins, HDL）。为什么直径越大密度越低？原因也很简单：直径越大的脂蛋白能装载的脂肪分子越多，而脂肪分子的密度...
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  因此，如果需要减少身体对能量的吸收，一个显而易见的办法就是破坏掉负责消化营养物质的酶：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。这样一来，食物中的营养物质就不能被消化分解，自然也就不能进入人体了。而奥利司他正是消化系统中脂肪酶的抑制剂。 服用奥利司他阻止了脂肪酶的工作，也就因此阻止了脂肪的分解和吸收。临床试验中，奥利司他能够减少30%左右的脂肪吸收，能让30%～50%的肥胖者减轻5%的体重。效果谈不上惊世骇俗，不过考虑到奥利司他相当不错的安全性，也算是为胖子们提供了一个平易近人的药物选择。1998年，这个药物通过了临床试验的检验，开始在世界各地进入医疗应用，并曾经达到过每年上亿美元的销售额。事实上，在美国和欧洲市场，奥利司他还是唯一一种可以非处方购买的减肥药物。 可是为什么说它有点尴尬呢？ 说起来好玩。因为奥利司他能有效阻止脂肪分子的分解，因此服用奥利司他的患者的粪便总是油腻腻的。甚至有时候油腻的大便会无法控制地排出，弄得内裤上屎迹斑斑。因此在不少新闻报道和患者自述里，提起这个让人又爱又恨的减肥药总会有点心情复杂。……而从技术层面讲呢，这么个不起眼的减肥药，代表的几乎是小分子制药行业的行业标准和最高水平！为了开发某种药物，首先找到我们希望人为激活或抑制的特定蛋白质分子（又叫做“靶点”，这里的靶点就是脂肪酶）；之后再尽可能地试验成千上万的候选小分子化合物，从中找到能够有效激活或抑制靶点蛋白的小分子（尼泊司他汀）；最后再结合我们对药物分子的稳定性、可溶性、安全性等特点的需求，通过化学手段进一步修改分子结构，直至得到在人体中安全有效的药物（奥利司他）。这一套流程直到今天仍然在世界各地的药物公司中昼夜不停地运转着，继续为我们带来新的药物，对抗从感冒到癌症的许多疾病。
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  但所幸硬币总有它的两面。在安非他明的大流行中，目光敏锐的医生们还观察到了它在精神“效用”之外的一个意外作用：降低体重。在1938年，两位美国医生令人信服地证明，安非他明能够用来减肥：它能强有力地抑制实验狗的食欲，也有效地降低了受试人的体重。在安非他明一步步滑向毒品的无底深渊的时候，这项研究让它的命运峰回路转。
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  于是一个自瘦素蛋白出现起，数千万乃至数亿年中可能都从未出现过的现象发生了：被进化选择进入“吃货”模式的人体，开始长期稳定地过量摄入能量，开始长期稳定地储存过量的脂肪组织，而血液中的瘦素水平也因之长期保持在较高的水平。而随之产生的一个结果是，面对随血液汹涌而来的大量瘦素分子，人体对瘦素反而变得更迟钝了！目前瘦素抵抗的具体机制还并不十分清楚，大量的研究也在世界各地进行之中。不过一个合理的猜测是，瘦素抵抗也许是身体的某种自我保护机制，就像突然有电锯声在耳边嗡嗡作响，很多人会下意识捂紧双耳，防止噪声破坏我们的听觉。一个可以作为佐证的例子是，怀孕和哺乳期间的动物会出现瘦素抵抗现象。此时瘦素抵抗的作用显然是积极的：孕期和哺乳期的雌性对能量的需求显著增大，因此瘦素抵抗能让她们摆脱瘦素对食欲和体重的影响，更多地摄入和储存能量。 应该说，“瘦素抵抗”本身，是大自然给我们的礼物。
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  图1-7　弗里德曼和合作者们用放射性同位素标记的方法显示了2G7基因（也就是后来命名的瘦素基因）仅仅在小鼠的脂肪组织富集，而在其他所有组织都不存在。图中黑色的条带就是2G7基因在脂肪组织中的表达情况。更准确地说，弗里德曼的实验是为了检测2G7基因生产蛋白质分子的中间产物——信使RNA（messenger RNA）到底出现在哪些组织里。
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  大家可能都听说过牛顿三定律。这三条简单的表述构成了经典力学辉煌大厦的基石。而遗传的秘密也隐藏在三条定律中。19世纪中叶，奥地利神父、生物学家格里高利·孟德尔（Gregor Johann Mendel）通过豌豆杂交实验提出了伟大的遗传学第一和第二定律。孟德尔发现，黄色种子的豌豆和绿色种子的豌豆杂交之后，产生的后代一律都是黄色种子。而这些杂交后代如果再两两杂交的话，绿色又会重新出现。而且黄色种子和绿色种子的比例非常接近3:1。基于这种优美简单的杂交结果，孟德尔提出决定种子颜色的“因子”（今天我们叫它“基因”）有显性的黄色和隐性的绿色两种，而每一株豌豆都有两个分别来自父亲和母亲的种子颜色“因子”。黄/黄豌豆和黄/绿豌豆的种子颜色均为黄，而绿/绿豌豆的种子颜色为绿。因此，黄/黄豌豆和绿/绿豌豆杂交的后代全部是黄/绿，因而种子一律为黄色。黄/绿豌豆杂交的结果，后代则分别为黄/黄，黄/绿，绿/黄，绿/绿。前三者均为黄色，从而出现3:1的黄绿比。这就是遗传学第一定律——分离定律的简单解释。 按照第一定律，决定生物性状的遗传因子不会随着杂交而稀释消失，而是顽固地保留在后代中。遗传学第二定律（自由组合定律）进一步扩展了第一定律的发现，指出不同的遗传“因子”，例如种子颜色和种子褶皱，是相互独立地分配进入后代的，彼此没有干扰。到了20世纪初，美国遗传学家托马斯·摩尔根（Thomas Morgan）又利用果蝇的研究提出了遗传学第三定律（连锁与交换定律）。根据第三定律，遗传因子之间并非总是能够完全自由组合，而是存在某种程度的“连锁”。举例来说，如果来自父亲果蝇的遗传因子是“灰色身体”“长翅膀”，而来自母亲的遗传因子是“黑色身体”“短翅膀”，那么依据自由组合定律，灰/长、灰/短、黑/长、黑/短后代的比例将会是等同的。但是实际情况却是仅仅看到了灰/长和黑/短两种后代。换句话说，灰色身体和长翅膀...
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  我们已经讲过，科曼先生根据连体动物实验的结果令人信服地推测，小鼠体内存在一种在血液内流通的、可以抑制食欲的物质，这种物质能够被位于小鼠大脑中的某种物质所感受，从而调节食欲、控制脂肪的存储。而在名为肥鼠和糖鼠的两种小鼠中，这种食欲抑制因子和它的感受器（也就是受体分子）因为遗传突变分别失去了功能，从而导致了严重的肥胖。王立铭 (2016-08-31T16:00:00+00:00). 吃货的生物学修养 (Kindle Locations 342-345). Kindle Edition.
• 目送飞鸿

  2023-02-20
  必须说明，尽管瘦素缺陷会导致严重的肥胖，但是在广大的肥胖症患者群体中，真正由遗传缺陷导致的肥胖比例极低。在过去接近 20 年中，全球医学界也仅仅发现不到 20 例先天性瘦素缺陷症患者。我们身边绝大多数的肥胖症病例，都是在其复杂的内外因素共同作用下产生的。我们习以为常的现代生活方式 —— 能量摄入太高、食用过量的“垃圾”食品、运动减少、压力过大和精神紧张等 —— 在这中间起到了更重要的作用。而这一切，隐隐指向一个名为“瘦素抵抗”的概念。让我们再一次回顾一下瘦素在身体里的命运起伏。瘦素来自脂肪。因此当身体中的脂肪含量升高，瘦素的合成与分泌就会随之增强，随血液流通的瘦素分子数量因而上升。这些瘦素分子进入我们的大脑之后，能够精确地识别和结合瘦素受体分子，从而起到抑制食欲的作用。而食欲降低的长期效果，是身体脂肪含量下降，瘦素水平回归到较低水平。
• 目送飞鸿

  2023-02-20
  科曼先生用精妙无比的连体动物实验说明，动物自身能够分泌一种抑制食欲的物质，这种物质通过血液循环进入下丘脑，并在那里被感知从而发挥功能。不管是缺乏了这种物质（肥鼠）还是缺乏了感知这种物质的能力（糖鼠），动物都会无法抑制的暴饮暴食和发胖。
• 闻夕felicity

  2016-12-25
  人体棕色脂肪被最终确认之后，大量的研究立刻如火如荼地开展起来。人们试图从各个角度理解棕色脂肪，希望知道它们是怎么产生的，怎么死亡消失的，是如何被寒冷的气温所激活的，是怎么产热的，又是如何消耗脂肪的……这些研究的路径千差万别，但目的却相当单纯：找到一个办法增加或者激活人体中的棕色脂肪，让棕色脂肪帮助我们燃烧更多的能量，消耗身体里多余的赘肉。 那么怎么才能让“棕色脂肪”知道它得开始工作，要开始燃烧了呢？我们可以从外界刺激开始研究。早在棕色脂肪被发现之初，人们就意识到寒冷的环境能够快速启动棕色脂肪的产热功能。几年前，日本和澳大利亚的科学家们甚至拿活人做了实验，发现把人关在寒冷的房间里，每天几个钟头，确实可以有效地激活棕色脂肪的活动。 这背后的机制是什么呢？要知道，包括人在内的哺乳动物都是恒温动物。只要动物不被冻死或者冷得快要冻死，体温总是恒定在一个范围内，是很难被环境温度所改变的。那么深藏在动物身体“里面”的棕色脂肪组织，又是怎么知道现在“外面”很寒冷呢？ 很快大家发现，在显微镜下的棕色脂肪组织切片上总是连着一些神经细胞的末梢，后来大家知道这些神经末梢属于身体的交感神经系统。这样一来问题就基本清楚了，当环境温度下降时，位于皮肤深层的感觉神经首先感觉到了寒冷，之后利用神经信号将这一信息传导给了大脑深处位于下丘脑的温度调节中枢，从而让大脑“感觉”到了寒冷。之后，这一中枢再继续将温度信息传递给了交感神经系统，从而间接地把体感温度“通知”了棕色脂肪：外面冰天雪地的，你可以开始工作供暖了。 这些信息提示我们，如果我们能够发明一种药物，模拟交感神经系统的“通知”信号，就能够直接激活棕色脂肪，这样一来人就不需要忍受严寒也可以燃烧脂肪了。而更妙的是，交感神经系统的“通知”信号其实人们早就知道了——就是两种小分子化学物质：肾上腺素和去甲肾上腺素。与此相对应的，在棕色脂肪细胞的表面富集着...
• 芝麻

  2022-06-13
  从两只不知道为什么那么胖的小老鼠到瘦素分子的发现，从麻黄汤到减肥药氯卡色林，从存储能量的白色脂肪到燃烧能量的棕色脂肪……从这些故事里，我相信你们能看到科学发现步步前行的坚实足迹。我相信，关于我们身体里的脂肪，还有更多的秘密等待着发掘和探索。而这些仍在迷雾之中、却终有一天会被人类智慧所照亮的奥秘，也一定会帮助我们更好地了解自己的身体，更好地照顾自己的身体。